【正文】 重型貨車(chē)鼓式制動(dòng)器設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 學(xué) 位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱 。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 前 言 1 本課題的目的和意義 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)、外對(duì)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的研究與改進(jìn)的大部分工作集中在通過(guò)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程的有效控制來(lái)提高車(chē)輛的制動(dòng)性能及其穩(wěn)定性，如 ABS 技術(shù)等，而對(duì)制動(dòng)器本身的研究改進(jìn)較少。然而， 對(duì)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程的控制效果最終都須通過(guò)制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)代汽車(chē)普遍采用的摩擦式制動(dòng)器的實(shí)際工作性能是整個(gè)制動(dòng)系中最復(fù)雜、最不穩(wěn)定的因素，因此改進(jìn)制動(dòng)器機(jī)構(gòu)、解決制約其性能的突出問(wèn)題具有非常重要的意義。 對(duì)于蹄－鼓式制動(dòng)器，其突出優(yōu)點(diǎn)是可利用制動(dòng)蹄的增勢(shì)效應(yīng)而達(dá)到很高的制動(dòng)效能因數(shù)，并具有多種不同性能的可選結(jié)構(gòu)型式，以及其制動(dòng)性能的可設(shè)計(jì)性強(qiáng)、制動(dòng)效能因數(shù)的選擇范圍很寬、對(duì)各種汽車(chē)的制動(dòng)性能要求的適應(yīng)面廣，至今仍然在除部分轎車(chē)以外的各種車(chē)輛的制動(dòng)器中占主導(dǎo)地位。但是，傳統(tǒng) 的蹄－鼓式制動(dòng)器存在本身無(wú)法克服的缺點(diǎn)，主 要表現(xiàn)于：其制動(dòng)效能的穩(wěn)定性較差，其摩擦副的壓力分布均勻性也較差，襯片磨損不均勻；另外，在摩擦副局部接觸的情況下容易使制動(dòng)器制動(dòng)力矩發(fā)生較大的變化，因此容易使左右車(chē)輪的制動(dòng)力產(chǎn)生較大差值，從而導(dǎo)致汽車(chē)制動(dòng)跑偏。 對(duì)于鉗－盤(pán)式制動(dòng)器，其優(yōu)點(diǎn)在于：制動(dòng)效能穩(wěn)定性和散熱性好，對(duì)摩擦材料的熱衰退較不敏感，摩擦副的壓力分布較均勻，而且結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、維修較簡(jiǎn)便。但是，鉗－盤(pán)式制動(dòng)器的缺點(diǎn)在于：其制動(dòng)效能因數(shù)很低（只有 左右），因此要求很大的促動(dòng)力，導(dǎo)致制動(dòng)管路內(nèi)液體壓力高，而且其摩擦副的工作壓強(qiáng)和溫度高；制動(dòng)盤(pán)易被 污染和銹蝕；當(dāng)用作后輪制動(dòng)器時(shí)不易加裝駐車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)等。 因此，現(xiàn)代車(chē)輛上迫切需要一種可克服已有技術(shù)不足之處的先進(jìn)制動(dòng)器，它可充分發(fā)揮蹄－鼓式制動(dòng)器制動(dòng)效能因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有摩擦副壓力分布均勻、制動(dòng)效能穩(wěn)定以及制動(dòng)器間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)較理想等優(yōu)點(diǎn) 。 2 商用車(chē)制動(dòng)系概述 汽車(chē)制動(dòng)系是用以強(qiáng)制行駛中的汽車(chē)減速或停車(chē)、使下坡行駛的汽車(chē)車(chē)速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車(chē)在原地 (包括在斜坡上 )駐留不動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 從汽車(chē)誕生時(shí)起，車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)在車(chē)輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。近年來(lái)，隨著車(chē) 輛技術(shù)的進(jìn)步和汽車(chē)行駛速度的提高，這種重要性表現(xiàn)得越來(lái)越明顯。 也只有制動(dòng)性能良好、制 動(dòng)系工作可靠的汽車(chē)，才能充分發(fā)揮其動(dòng)力性能。 汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)種類(lèi)很多，形式多樣。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、液壓式、氣 — 液混合式。它們的工作原理基本都一樣，都是利用制動(dòng)裝置，用工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱來(lái)逐漸消耗車(chē)輛所具有的動(dòng)能，以達(dá)到車(chē)輛制動(dòng)減速，或直至停車(chē)的目的。 汽車(chē)制動(dòng)系至少應(yīng)有兩套獨(dú)立的制動(dòng)裝置，即行車(chē)制動(dòng)裝置和駐車(chē)制動(dòng)裝置；重型汽車(chē)或經(jīng)常在山區(qū)行駛的汽車(chē)要增設(shè)應(yīng)急制動(dòng)裝置及輔助制動(dòng)裝置，牽引汽車(chē)應(yīng)有自動(dòng)制動(dòng)裝 置等。 作為制動(dòng)系的主要組成部分， 在車(chē)輛上常用的傳統(tǒng)蹄－鼓式制動(dòng)器包括領(lǐng)從蹄型、雙領(lǐng)蹄型、雙從蹄型、雙向自增力型等不同的結(jié)構(gòu)型式。 3 鼓式制動(dòng)器技術(shù)研究進(jìn)展和現(xiàn)狀 長(zhǎng)期以來(lái)，為了充分發(fā)揮蹄－鼓式制動(dòng)器的重要優(yōu)勢(shì)，旨在克服其主要缺點(diǎn)的研究工作和技術(shù)改進(jìn)一直在進(jìn)行中，尤其是對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器工作過(guò)程和性能計(jì)算分析方法的研究受到高度重視。這些研究工作的重點(diǎn)在于制動(dòng)器結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用因素等對(duì)制動(dòng)器的效能及其穩(wěn)定性等的影響，取得了一些重要的研究成果，得到了一些比較可行、有效的改進(jìn)措施，制動(dòng)器的性能也有了 一定程度的提高。 1978 年， Brian Ingram 等提出一種蹄平動(dòng)的鼓式制動(dòng)器形式；這種制動(dòng)器的制動(dòng)蹄因?yàn)槭艿交鄣南拗疲荒芷絼?dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因此沒(méi)有增勢(shì)效應(yīng)，也沒(méi)有減勢(shì)效應(yīng)，與盤(pán)式制動(dòng)器類(lèi)似，理論上制動(dòng)效能和摩擦系數(shù)的關(guān)系是線性的，制動(dòng)穩(wěn)定性較好，同時(shí)，可以有效地防止傳統(tǒng)鼓式制動(dòng)器普遍的摩擦片偏磨現(xiàn)象，但制動(dòng)效能因數(shù)較低。 1997年，提出了一種“電控自增力鼓式制動(dòng)器”設(shè)計(jì)方案，該制動(dòng)器是通過(guò)機(jī)械的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)鼓式制動(dòng)器的自增力，制動(dòng)效能因數(shù)的變化范圍為 2～ 6。應(yīng)用一套電控機(jī)械裝置調(diào)整領(lǐng)蹄的支承點(diǎn)來(lái)提 高制動(dòng)器的制動(dòng)效能數(shù)，以補(bǔ)償由于摩擦材料的熱衰退而引起的摩擦系數(shù)降低。該制動(dòng)器達(dá)到相同的制動(dòng)力矩所要求的輸入力是盤(pán)式制動(dòng)器 1/7。該系統(tǒng)的控制裝置允許每個(gè)制動(dòng)器單獨(dú)工作，從而提高了行車(chē)的安全性，另外對(duì)駕駛和操縱舒適性也有所提高，但仍然存在一些問(wèn)題，諸如系統(tǒng)復(fù)雜、高能耗、高成本、維護(hù)困難等。 1999年提出一種四蹄八片（塊）式制動(dòng)器，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)合理匹配設(shè)計(jì)，制動(dòng)效能因數(shù)有一定地提高，同時(shí)制動(dòng)效能 _因數(shù)對(duì)摩擦系數(shù)的敏感性也可以有適當(dāng)?shù)馗纳疲@就在一定程度上改善了制動(dòng)效能的穩(wěn)定性。 20xx 年，提出一種具有多 自由度聯(lián)動(dòng)蹄的新型蹄－鼓式制動(dòng)器，該型式的制動(dòng)器使得制動(dòng)效能因數(shù)及其穩(wěn)定性得到顯著 提高；摩擦副間壓力分布趨于均勻，可保證摩擦副間接觸狀態(tài)的穩(wěn)定，并延長(zhǎng)摩擦片使用壽命；性能參數(shù)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，可根據(jù)對(duì)制動(dòng)效能的需要，較靈活地進(jìn)行制動(dòng)器設(shè)計(jì)。 另外，近年來(lái)則出現(xiàn)了一些全新的制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式，如 磁粉制動(dòng)器 、 濕式多盤(pán)制動(dòng)器 、電力液壓制動(dòng)臂型盤(pán) 式制動(dòng)器、濕式盤(pán)式彈簧制動(dòng)器等。 對(duì)于關(guān)鍵磁性介質(zhì) ——磁粉，選用了抗氧化性強(qiáng)、耐磨、耐高溫、流動(dòng)性好的軍工磁粉；磁轂組件選用了超級(jí)電工純鐵 DT4，保證了空轉(zhuǎn)力矩小、重復(fù)控制精度高的性能要求；在熱容量和散熱等方面，采用了雙側(cè)帶散熱風(fēng)扇，設(shè)計(jì)了散熱風(fēng)道等 ，使得該技術(shù)有著極好的應(yīng)用前景 [3]。 盡管對(duì)蹄－鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究取得了一定的成績(jī)，但是對(duì)傳統(tǒng)蹄－鼓式制動(dòng)器的設(shè)計(jì)仍然有著不可替代的基礎(chǔ)性和研發(fā)性作用，也可為 后續(xù)設(shè)計(jì)提供理論參考。 4 研究重點(diǎn)以及目的 研究重點(diǎn)：根據(jù)設(shè)計(jì)車(chē)型的特點(diǎn)，合理計(jì)算 該 車(chē)型制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力及制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩、鼓式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式及選擇、鼓式制動(dòng)器主要參數(shù)的計(jì)算與確定、摩擦襯塊的磨損特性計(jì)算、制動(dòng)器熱容量和溫升的核算、制動(dòng)力矩的計(jì)算與校核、在二維或三維設(shè)計(jì)平臺(tái) AUTO CAD 中完成鼓式制動(dòng)器零件圖以及裝配圖的繪制、設(shè)計(jì)合理性的分析和評(píng)價(jià)等 。 本次設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)合理整和已有的設(shè)計(jì)，閱讀大量文獻(xiàn)，掌握機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟和要求，以及傳統(tǒng)的機(jī)械制圖的步驟和規(guī)則；掌握鼓式制動(dòng)器總成的相關(guān)設(shè)計(jì)方法，以進(jìn)一步扎實(shí)汽車(chē)設(shè)計(jì)基本知識(shí)；學(xué)會(huì)用 AUTO CAD,UG 等三維軟件進(jìn)行基本的二維或三 維建模和制圖，同時(shí)提高分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。提出將各種設(shè)計(jì)方法互相結(jié)合 ,針對(duì)不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容分別應(yīng)用不同的方法 ,以促進(jìn)其設(shè)計(jì)過(guò)程方法優(yōu)化、設(shè)計(jì)結(jié)果精益求精。 目 錄 中文摘要 ................................................................. I 英文摘要 ................................................................ II 第 1 章 鼓式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式及選擇 .......................................... 1 鼓式制動(dòng)器的形式結(jié)構(gòu) .............................................. 1 鼓式制動(dòng)器按蹄的屬性分類(lèi) ......................................... 2 領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器 .............................................. 2 雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 .............................................. 6 雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器 .......................................... 7 單向増力式制動(dòng)器 ............................................ 9 雙向増力式制動(dòng)器 ............................................ 9 第 2 章 制動(dòng)系的主要參數(shù)及其選擇 ......................................... 13 制動(dòng)力與制動(dòng)力分配系數(shù) .......................................... 13 同步附著系數(shù) .................................................... 18 制動(dòng)器最大制動(dòng)力矩 ............................................... 20 鼓式制動(dòng)器的 結(jié)構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù) .................................. 21 制動(dòng)鼓內(nèi)徑 D .............................................. 22 摩擦襯片寬度 b和包角β ................................... 22 摩擦襯片起始角 0? ......................................... 24 制動(dòng)器中心到張開(kāi)力 P 作用線的距離 a ...................... 24 制動(dòng)蹄支承點(diǎn)位置坐標(biāo) k 和 c ............................... 24 襯片摩擦系數(shù) f ............................................. 24 第 3 章 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ................................................. 25 浮式領(lǐng) — 從蹄制動(dòng)器 (平行支座面 ) 制動(dòng)器因素計(jì)算 .................... 25 制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................... 27 所需制動(dòng)力計(jì)算 ............................................. 27 制動(dòng)踏板力驗(yàn)算 ............................................. 28 確定制動(dòng)輪缸直徑 ........................................... 29 輪缸的工作容積 ............................................. 29 制動(dòng)器所能產(chǎn)生的制動(dòng)力計(jì)算 ................................. 30 制動(dòng)蹄片上的制動(dòng)力矩 ............................................. 31 制動(dòng)蹄上的壓力分布規(guī)律 ........................................... 35 摩擦襯片的磨損特性計(jì)算 .......................................... 37 制動(dòng)器的熱容量和溫升的核算 .........................